小麥谷醇溶蛋白盒結(jié)合因子基因TaPBF-D在小麥中過表達(dá)促進(jìn)了籽粒谷蛋白的積累.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缟先蠹Z食作物之一，因?yàn)槠浞N子中富含谷醇溶蛋白而可以加工成豐富多樣的食品。谷醇溶蛋白由醇溶蛋白和谷蛋白組成，谷蛋白又可根據(jù)分子量的大小分為高分子谷蛋白亞基和低分子谷蛋白亞基，決定了面粉的粘彈性。盡管已有的報(bào)道表明谷蛋白的表達(dá)主要受到相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的控制，但未見轉(zhuǎn)化小麥的報(bào)道。
　　本論文首先將課題組前期克隆的小麥轉(zhuǎn)錄因子PBF-D的全長cDNA編碼序列構(gòu)建到表達(dá)載體pGA3626上，利用小麥莖尖轉(zhuǎn)化技術(shù)侵染濟(jì)麥22,經(jīng)PC

2、R和qRT-PCR檢測后得到10個(gè)T0代陽性株系，4個(gè)T1代株系和2個(gè)T2株系。qRT-PCR結(jié)果表明，TaPBF-D的過表達(dá)促進(jìn)了谷蛋白亞基1By8,1Bx7和1Dy12的表達(dá)，同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)胚乳特異轉(zhuǎn)錄因子TaSPA在胚乳不同發(fā)育時(shí)期表達(dá)量都有所提高，而TaGAMYB沒有變化。通過軟件SPSS2.0對轉(zhuǎn)錄因子和谷蛋白亞基進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TaPBF-D的過表達(dá)與TaSPA，1By8,1Bx7和1Dy12的表達(dá)之間存在顯著的正相

3、關(guān)。谷蛋白定量實(shí)驗(yàn)表明在T1代和T2代種子中谷蛋白的含量與對照組相比顯著提高。以上結(jié)果表明TaPBF-D的過表達(dá)促進(jìn)了谷蛋白的積累，結(jié)果同樣表明轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控對小麥谷蛋白的表達(dá)起著十分重要的調(diào)控作用，而這種作用也體現(xiàn)在胚乳發(fā)育相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的互作上。為了探討轉(zhuǎn)錄水平的變化是否影響了表觀遺傳上的調(diào)控，我們檢測了在胚乳中表達(dá)的DNA甲基化酶(MET2a，ME T2b，MET3,CMT，Dnmt和DRM)和去甲基化酶(DME，DML)的表達(dá)水平

4、，發(fā)現(xiàn)在T1代和T2代中，TaPBF-D表達(dá)水平的改變并未引起甲基化酶和去甲基化酶的表達(dá)水平出現(xiàn)規(guī)律性的變化。
　　在小麥不同HMW-GS亞基突變體中，我們同樣分析了胚乳發(fā)育不同時(shí)期相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子TaPBFs(-A，-B，-D)，TaSPAs(-A，-B，-D)，TaGAMYB，DNA甲基化酶(MET2a，MET2b，MET3,CMT，Dnmt和DRM)和去甲基化酶(DME，DML)的表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在野生型小麥L03-227(H

5、MW-GS亞基組成5+10，1,17+18)中，轉(zhuǎn)錄因子TaPBFs，TaSPAs，TaGAMYB的表達(dá)水平最高;在突變體L03-221(HMW-GS亞基組成Null)中，轉(zhuǎn)錄因子TaPBFs，TaSPAs，TaGAMYB的表達(dá)水平最低;在剩余幾種突變體中隨著HMW-GS亞基表達(dá)沉默數(shù)量的增多，TaPBFs和TaSPAs的表達(dá)水平逐漸減少，而TaGAMYB并沒有發(fā)現(xiàn)類似TaPBFs，TaSPAs那樣規(guī)律性的變化。分析還發(fā)現(xiàn)DNA甲基化酶